(57)【要約】【課題】油圧配管から建設機械の構造物に伝達される油圧脈動による騒音を更に低減することができる建設機械の油圧配管の振動低減装置を提供する。【解決手段】油圧配管１４を間隔をもって２箇所でクランプする第１及び第２のクランプ１７，１８と、第１のクランプ１７と第２のクランプ１８とに間隔Ｈを持って連結した連結体１９と、一端が連結体１９における前記間隔Ｈの中間位置に設けられ、他端が構造物に連結されるつなぎ部２０とを備える。【選択図】図３
2013221307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の構造物に付設される油圧配管の油圧脈動を低減する建設機械の油圧配管の振動低減装置であって、
前記油圧配管を間隔をもって２箇所でクランプする第１及び第２のクランプと、
前記第１のクランプと前記第２のクランプとに間隔Ｈを持って連結した連結体と、
一端が前記連結体における前記間隔Ｈの中間位置の下面に設けられ、他端が前記構造物に連結されるつなぎ部とを備えた
ことを特徴とする建設機械の油圧配管の振動低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧配管の振動低減装置において、
前記連結体における前記間隔Ｈは、油圧脈動の周波数λの半波長（１／２・λ）に設定したことを特徴とする建設機械の油圧配管の振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の油圧配管の振動低減装置に係り、更に詳しくは建設機械のブームなどに固定される油圧配管の振動低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械においては、ブーム,アーム,バケットをそれぞれ駆動する油圧シリンダに油圧を供給する油圧配管が、ブームの背の数箇所の位置でブームにクランプによって固定されている。この油圧配管は、油圧ポンプの脈動が起振源となって生起する周波数で振動する。このような油圧配管の振動は、ブームなどの構造体への励振源となり、油圧配管と構造体の共鳴による騒音を発生する。
【０００３】
この点を改善するために、例えば、特許文献１に示すように、油圧配管の振動モードの節の位置をクランプでブームなどの構造体に固定するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
建設機械における油圧駆動源には、高圧が必要であるため、アキシャルピストン型の油圧ポンプが用いられることが多い。アキシャルピストン型の油圧ポンプを用いた場合、ピストンの個数とピストンを備えるシリンダブロックの回転数とを掛けた周波数と、その調和倍の周波数の騒音が発生する。
【０００６】
近年では、建設機械の作業性能を向上させるため、高圧化、高出力化が進み、動力源である油圧ポンプから発生する油圧脈動も大きくなる傾向である。このため、油圧脈動による騒音発生も大きくなり、その改善が望まれている。
【０００７】
そして、上記従来技術は、油圧配管の振動モードの節の位置をクランプでブームなどの構造体に固定して、油圧脈動による騒音発生を抑えるための有力な方策ではあるが、油圧配管の振動モードの節の位置が検出しにくく、その位置調整が面倒であると共に、前述した油圧脈動が大きくなる傾向に伴って、油圧配管の振動モードの節の位置を固定するクランプの部分でも、小さな振動を発生し、この振動がブームなどの構造体に伝達されて、騒音となって放出されるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的とするところは、油圧配管から建設機械の構造物に伝達される油圧脈動による騒音を更に低減することができる建設機械の油圧配管の振動低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、建設機械の構造物に付設される油圧配管の油圧脈動を低減する建設機械の油圧配管の振動低減装置であって、前記油圧配管を間隔をもって２箇所でクランプする第１及び第２のクランプと、前記第１のクランプと前記第２のクランプとに間隔Ｈを持って連結した連結体と、一端が前記連結体における前記間隔Ｈの中間位置の下面に設けられ、他端が前記構造物に連結されるつなぎ部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記連結体における前記間隔Ｈは、油圧脈動の周波数λの半波長（１／２・λ）に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、油圧配管から建設機械のブーム等の構造物に伝達される油圧脈動による騒音を更に低減することができるので、建設機械の環境性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの作業装置を拡大して示す斜視図である。
【図３】本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を拡大して示す斜視図である。
【図４】本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を備えた油圧ショベルの作業装置を拡大して示す斜視図である。
【図５】図４に示す本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５に示す本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を構成する連結体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の建設機械の油圧配管の振動低減装置の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１乃至図３は本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの側面図、図２は本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルの作業装置を後方上部から見た斜視図、図３は本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【００１４】
図１及び図２において、本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を備えた油圧ショベル１は、図１に示すように、自走可能な走行体２と、走行体２上に旋回可能に搭載した旋回体３と、旋回体３の前側中央部に俯仰動可能に設けた多関節形式の作業装置４とにより大略構成されている。旋回体３の前部左側には、運転室５が設けられている。運転室５内には、運転席、各種操作レバー等（いずれも図示せず）が配設されている。旋回体３の後側には、アキシャルピストン型の油圧ポンプ及び油圧ポンプを駆動するエンジン（いずれも図示せず）を有する原動機室６が搭載されている。
【００１５】
アキシャルピストン型の油圧ポンプは、例えば、筒状のケーシングと、エンジンに連結した回転軸と、回転軸と一体に回転するようにケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを穿設したシリンダブロックと、シリンダブロックの各シリンダに往復動可能に挿嵌した複数のピストンと、ピストンの往復動量を調整する斜板と、シリンダブロックとケーシングとの間に位置してケーシングに設けられ、各シリンダと間欠的に連通する吸込みポート及び吐出しポートを有する弁板とを備えている。このアキシャルピストン型の油圧ポンプは、複数のシリンダが吸込みポートと吐出しポートとに順次切替るので、後述する（１）式に示す周波数の油圧脈動が生起する。  
多関節形式の作業装置４は、この例では土砂の掘削作業等を行なうもので、作業腕となるブーム７、アーム８、作業具となる掘削用のバケット９を備えている。作業腕となるブーム７、アーム８、作業具となる掘削用のバケット９は、アクチュエータをなすブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２によってそれぞれ操作される。
【００１６】
ブーム７は、基端側が旋回体３の前側中央部に俯仰動可能に取付けられている。アーム８は、基端側がブーム７の先端部に俯仰動可能に取付けられている。バケット９は、アーム８の先端部に回動可能に取付けられている。
【００１７】
ブームシリンダ１０は、そのシリンダ本体の基端が旋回体３の前側中央部にピン軸で連結され、また、そのピストンロッドの先端がブーム７の側部にピン軸で連結されている。アームシリンダ１１は、そのシリンダ本体の基端がブーム７の上面部にピン軸で連結され、また、そのピストンロッドの先端がアーム８の基部にピン軸で連結されている。バケットシリンダ１２は、そのシリンダ本体の基端がアーム７の上面部にピン軸で連結され、また、そのピストンロッドの先端がリンク機構１３を介してバケット９に連結されている。
【００１８】
前述したブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２には、図２に示すように、これらのシリンダ１０〜１２に圧油をそれぞれ供給し、また、シリンダ１０〜１２からの排油を排出する複数本の油圧配管１４が接続されている。油圧配管１４は、原動機室６内の制御弁を介して油圧ポンプ及び作動油タンクに接続している。
【００１９】
油圧配管１４は、ブーム７の上面７Ａ上に付設する際に、後述する振動低減装置１６を介してブーム７の上面７Ａ上に支持される。
【００２０】
なお、図２中の符号２４は、油圧配管１４を補助的にクランプする補助クランプである。
【００２１】
上述の振動低減装置１６の構成を、図３を用いて詳細に説明する。  
図３は本発明の油圧配管の振動低減装置の一実施の形態を拡大して示す斜視図で、この図において、図１及び図２と同じ部分には、同じ符号を付し、説明を省略する。なお、図３においては、作図の都合上、複数の油圧配管１４のうちの１つの油圧配管１４に本発明の油圧配管の振動低減装置１６の一実施の形態を適用した状態を示している。
【００２２】
図３において、振動低減装置１６は、油圧配管１４の長手方向の第１の位置をクランプする第１のクランプ１７と、油圧配管１４の長手方向の第１の位置に対して間隔を持って油圧配管１４の長手方向の第２の位置をクランプする第２のクランプ１８と、第１のクランプ１７の下部と第２のクランプ１８の下部とを連結する例えば棒状の連結体１９と、一端（この例では上部）を連結体１９の中間部の下面に固定して設けたつなぎ部２０と、つなぎ部２０の他端（この例では下部）に固定した連結用の台座２１と、台座２１をブーム７の上面７Ａに設けた台座２２に固定するボルト２３とを備えている。
【００２３】
第１のクランプ１７は、油圧配管１４をクランプするための半円弧の帯状の下側クランプ部１７ａと、下側クランプ部１７ａ上に設けられる半円弧の帯状の上側クランプ部１７ｂと、下側クランプ部１７ａ及び上側クランプ部１７ｂの側部にそれぞれ設けたフランジ部１７ｃと、フランジ部１７ｃを締結するボルト１７ｄとで構成されている。
【００２４】
また、第２のクランプ部１８も第１のクランプ１７と同様に、油圧配管１４をクランプするための半円弧の帯状の下側クランプ部１８ａと、下側クランプ部１８ａ上に設けられる半円弧の帯状の上側クランプ部１８ｂと、下側クランプ部１８ａ及び上側クランプ部１８ｂの側部にそれぞれ設けたフランジ部１８ｃと、フランジ部１８ｃを締結するボルト１８ｄとで構成されている。
【００２５】
連結体１９は、この例では、上部が第１のクランプ１７における下側クランプ部１７ａの下面に溶接等で連結した第１の連結部１９ａと、上部が第２のクランプ１８における下側クランプ部１８ａの下面に溶接等で連結した第２の連結部１９ｂと、第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの下部を一体的に連結する第３の連結部１９ｃとを有する板状体で構成され、第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂは、第３の連結部１９ｃに対して折り曲げて形成されている。
【００２６】
連結体１９は、例えば、第１の連結部１９ａに伝達される油圧配管１４内の油圧脈動と第２の連結部１９ｂに逆位相で伝達される油圧配管１４内の油圧脈動とを、第３の連結部１９ｃを介して第３の連結部１９ｃの中間位置のつなぎ部２０で合流して重ね合わせ、油圧脈動を打ち消し合う機能を有している。この連結体１９の詳細な機能、作用については、後述する。なお、連結体１９は、油圧脈動を正確に伝達するために、同一材質を用いることが好ましい。
【００２７】
連結体１９は、上述したように油圧脈動を逆位相により相殺させるために、第１のクランプ１７と第２のクランプ１８との間隔、具体的には連結体１９における第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈを、油圧脈動の周波数λの半波長（１／２・λ）に設定している。また、連結体１９における第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈの中間位置に、つなぎ部２０を設けている。
【００２８】
上述した連結体１９における第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈは、次の式により設定することができる。  
例えば、アキシャルピストン型の油圧ポンプにより生起される油圧脈動の周波数ｆ（Ｈｚ）は、次の（１）式で求めることができる。  
ｆ＝Ｎ・Ｐ／６０・・・（１）  
但し、Ｎ：ポンプ毎分回転数、Ｐ：ピストンの数である。
【００２９】
次に、油圧配管１４での油圧脈動の音速Ｖは、次の（２）式で表される。
【００３０】
Ｖ＝ｆ・λ・・・（２）
但し、ｆ：周波数、λ：波長である。
【００３１】
そこで、上記（１）式で求めた油圧脈動の周波数ｆが、例えば４２０Ｈｚであり、油圧配管１４での油圧脈動の音速Ｖが、１２５０ｍ／sであるとすると、（２）式より、波長λは、２．９８ｍとなる。そして、連結体１９における第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈを、油圧脈動の周波数λの半波長（１／２・λ）に設定するために、１．４９ｍに設定することができる。
【００３２】
次に、上述した本発明の建設機械の油圧配管１４の振動低減装置１６の一実施の形態の動作を説明する。  
油圧配管１４の振動低減装置１６は、図３に示すように、第１のクランプ１７の上側クランプ部１７ｂと第２のクランプ１８の上側クランプ部１８ｂとを、各下側クランプ部１７ａ、１８ａから取り外した状態にして、連結体１９に設けた連結用の台座２１を、ブーム７の上面７Ａに設けた台座２２に位置合わせし、連結用の台座２１をボルト２３によって、台座２２に固定する。これにより、連結体１９の第３の連結部１９ｃ、及び第１のクランプ１７、第２のクランプ１８を、油圧配管１４の付設方向に合うように位置決めする。
【００３３】
なお、上述においては、第１のクランプ１７の上側クランプ部１７ｂと第２のクランプ１８の上側クランプ部１８ｂとを、各下側クランプ部１７ａ、１８ａから取り外した状態において、連結体１９に設けた連結用の台座２１を、ブーム７の上面７Ａに設けた台座２２に位置合わせし、連結用の台座２１をボルト２３によって台座２２に固定したが、連結用の台座２１をボルト２３によって、台座２２に固定した後、第１のクランプ１７の上側クランプ部１７ｂと第２のクランプ１８の上側クランプ部１８ｂとを、各下側クランプ部１７ａ、１８ａから取り外しても良い。
【００３４】
この状態において、油圧配管１４を第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８にクランプするために、第１のクランプ１７の上側クランプ部１７ｂと第２のクランプ１８の上側クランプ部１８ｂとを、各下側クランプ部１７ａ、１８ａ上の油圧配管１４の上面に乗せた後、第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８のフランジ部１７ｃ，１８ｃをそれぞれボルト１７ｄ，１８ｄで締め付けることにより、油圧配管１４を、連結体１９における第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈを保ってクランプすることができる。
【００３５】
そして、アキシャルピストン型の油圧ポンプを稼働して、圧油を図３の矢印Ａで示すように、圧油配管１４を通してシリンダに供給すると、アキシャルピストン型の油圧ポンプで発生する油圧脈動が、油圧配管１４に伝達されるが、油圧脈動は、図３の矢印Ｂで示すように、第１のクランプ１７を介して連結体１９の第１の連結部１９ａ、第３の連結部１９ｃに伝達され、また、先行して油圧配管１４に伝達された油圧脈動が、図３の矢印Ｃで示すように、第２のクランプ１８を介して連結体１９の第２の連結部１９ｂ、第３の連結部１９ｃに逆位相で伝達される。
【００３６】
このため、連結体１９の第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂにそれぞれ伝達された油圧脈動は、連結体１９における第３の連結部１９ｃの中間位置（つなぎ部２１の位置に相当する位置）で合流して、互いに打ち消し合うので、油圧脈動を低減することができる。
【００３７】
その結果、油圧配管１４が付設されるブーム等の構造物への油圧脈動の伝達を回避することができ、これに伴い騒音を低減することができ、建設機械の作業環境を改善することができる。更には、オペレータに対する騒音も低減することができるので、オペレータの疲労度も軽減することができる。
【００３８】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、油圧配管１４が付設されるブーム等の構造物への油圧脈動の伝達を回避することができ、これに伴い騒音を低減することができ、建設機械の作業環境を改善することができる。更には、オペレータに対する騒音も低減することができるので、オペレータの疲労度も軽減され、オペレータの作業性も向上する。
【００３９】
なお、上述の実施の形態においては、ブーム７の上面７Ａの幅方向寸法の関係上、各圧油配管１４に設ける本発明の振動低減装置１６を油圧配管１４の軸線方向にずらして配置したが、ブーム７の上面７Ａの幅方向寸法が十分ある場合には、本発明の振動低減装置１６をブーム７の上面７Ａに並設することができる。
【００４０】
図４乃至図６は、本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を示すもので、図４は本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を備えた油圧ショベルの作業装置を拡大して示す斜視図、図５は図４に示す本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を拡大して示す斜視図、図６は図５に示す本発明の油圧配管の振動低減装置の他の実施の形態を構成する連結体の斜視図である。図４乃至図６において、図２及び図３と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
この実施の形態は、油圧配管１４を付設する、例えばブーム７の上面７Ａの幅方向寸法が小さい場合、前述した実施の形態のように、第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８の各フランジ部１７ｃ，１８ｃを、ブーム７の上面７Ａとほぼ平行に配置することができない場合があるため、図４に示すように、第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８の各フランジ部１７ｃ，１８ｃを、ブーム７の上面７Ａとほぼ直交方向に配置可能にして、本発明の油圧配管１４の振動低減装置１６を、ブーム７の上面７Ａに設置可能にしたものである。
【００４２】
このため、この実施の形態における連結体１９は、図６に示すように、板状の第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂが板状の第３の連結部１９ｃに対して直交するように、板状の第３の連結部１９ｃの両端部にそれぞれ設けた構成になっている。そして、板状の第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとには、ボルト１７ｄ，１８ｄの挿入用の孔１９ｅがそれぞれ設けられている。ボルト１７ｄ，１８ｄの挿入用の孔１９ｅの間隔Ｈは、図５に示すように、油圧脈動の周波数λの半波長（１／２・λ）に設定している。
【００４３】
連結体１９の板状部の第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂは、第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８の下側の各フランジ部１７ｃ，１８ｃ間に挟み込まれ、ボルト１７ｄ，１８ｄによって、第１のクランプ１７及び第２のクランプ１８の下側の各フランジ部１７ｃ，１８ｃ間に固定される。
【００４４】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、油圧配管１４が付設されるブーム等の構造物への油圧脈動の伝達を回避することができ、これに伴い騒音を低減することができ、建設機械の作業環境を改善することができる。更には、オペレータに対する騒音も低減することができるので、オペレータの疲労度も軽減され、オペレータの作業性も向上する。
【００４５】
また、油圧配管１４を付設する面積が小さい場合にも、本発明の振動低減装置１６を配置することができるという利点がある。
【００４６】
なお、上述した一及び他の実施の形態においては、連結体１９として、振動伝達が可能な板状のものを用いたが、その断面形状は他の形状（例えば、丸形状）のものも用いることができる。
【００４７】
また、上述した一及び他の実施の形態においては、つなぎ部２０の他端（下部）に、ブーム７の上面７Ａに連結するための連結用の台座２１を設けたが、つなぎ部２０の他端（下部）を、ブーム７の上面７Ａに溶接して設けることも可能である。
【００４８】
また、上述した一及び他の実施の形態においては、振動を消去しにくい低周波の油圧脈動を低減する場合について説明したが、高次の油圧脈動を低減する場合には、振動低減装置１６における連結体１９の第１の連結部１９ａと第２の連結部１９ｂとの間隔Ｈが、低周波の油圧脈動を低減する場合の間隔Ｈよりも、小さくなり、その連結体１９の設置がしやすくなり、高次の油圧脈動を低減することができる。
【００４９】
また、上述した一及び他の実施の形態においては、大量の圧油を必要とするブームシリンダ１０の油圧配管１４に適用したが、他のシリンダの油圧配管１４にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      油圧ショベル
２      走行体
３      旋回体
４      多関節形式の作業装置
５      運転室
６      原動機室
１４    油圧配管
１６    振動低減装置
１７    第１のクランプ
１８    第２のクランプ
１９    連結体
２０    つなぎ部
２１    連結用の台座
【図１】
2013221307.tif 000003
【図２】
2013221307.tif 000004
【図３】
2013221307.tif 000005
【図４】
2013221307.tif 000006
【図５】
2013221307.tif 000007
【図６】
2013221307.tif 000008